建筑物土建结构对电梯的影响

随着时代的发展，电梯作为现代建筑物中不可缺少的交通工具，其重要作用日益受到人们的关注。电梯的选择配置是否合理将对整个建筑内的交通状况产生重大影响，因此电梯的选择配置对建筑物来说是十分重要的。而对选择配置电梯起决定性作用的便是建筑物的土建结构。由于建筑物一旦建成，便很难进行较大的修改，故此在建筑物设计时就应充分考虑如何满足所选电梯的各种参数。 　　那么究竟哪些参数是决定我们选择配置电梯的关键呢？我们认为，主要有以下几点。 1 电梯井道的顶层高度及底坑深度 　　顶层高度及底坑深度是选择电梯速度的关键。在电梯轿厢高度尺寸一定时，较高的额定速度必然需要较高的顶层高度。顶层高度的要求是由GB7588－1995中5.7条规定的。就是：(1)当对重完全压在缓冲器上时，1)轿厢导轨能提供不小于0.1＋0.035v2（m）的制导行程；2)轿顶检修平面上方必须有1.0＋0.035v2（m）的空间；3)井道顶最低部件与导靴、曳引绳附件、垂直滑动门横梁或部件之间距离不小于0.1＋0.035v2（m），至轿顶设备之间的距离不小于0.3＋0.035v2（m）；4)轿厢上方应有一个0.5m×0.6m×0.8m的空间。（２）当轿厢完全压在缓冲器上时，对重导轨能提供不小于0.1＋0.035v2（m）的制导行程。 　　可见，影响顶层高度的主要因素是轿厢的总高度。由于目前各公司轿厢高度基本相差无几，因此对顶层高度的要求也差不多。我们经常遇到顶层高度在3.7～3.8m左右的井道，这样的高度不经处理是无法安装电梯的。最后，不得不降低电梯的额定速度或将电梯的顶层向下移一层，用牺牲一层服务层的办法来弥补顶层高度的不足。这种代价是非常大的。同时如果采取减少一层服务层的办法，那么改造后的顶层高度将很高（超过6m），白白浪费了大量空间。当然，如果建筑物顶层高度不足，但机房高度很高，我们也可以砸掉井道顶板，将部分井道凸出到机房内的手段获得需要的顶层高度。但这样不仅工程量较大，而且往往机房高度也难以满足要求。 　　同样道理，底坑深度的设计也必须满足GB7588－1995的有关规定。简单地说就是：当轿厢完全压在缓冲器上时，（1)底坑中应有一个0.5m×0.6m×1.0m的空间；（2)底坑底面至导靴、安全钳、门部件之间的距离不小于0.1m，至轿厢其它部件距离不小于0.5m。至于导靴、安全钳、门部件的影响因素一般都可以满足，由此可见实际影响底坑深度要求的关键在于：（1)缓冲器被轿厢完全压缩后轿底凸出物至井道底面的距离；（2)在端层平层时，轿厢伸入底坑部分与缓冲器高度及空程三者之和。经分析不难发现，此两者共同将底坑深度限定在一个难以大幅缩小的范围内：如果过度减小缓冲器高度，则难以满足前一条件要求；如果过度减小空程，又会使后一条件违反国标。我们在工作中常遇到这种情况：在底坑深度不足时客户向我们询问是否可以在底坑中打洞，将缓冲器安装在洞中，以便解决问题。但无论怎样安装缓冲器，当轿厢完全压在缓冲器上时，轿底至底坑底表面的距离必须符合国标，这是个“硬尺寸”。如果底坑深度实在太小；无法满足要求，则只有向下刨深。但这样工程量且不必说，由于底坑多数是与基础相连的，弄不好还会影响到建筑物的基础。另一种办法是可以在下端层厅门处作一台阶，使轿厢在台阶上平层，借以取得需要的底坑深度。但此举会受到端层层高的制约，而且对美观方面也有影响。当然，如果底坑深度超过所需要的尺寸，有可能造成轿厢空程超出国标允许值。在超出不多的情况下，我们可以通过增加缓冲器底座的办法解决；如果超出太多，只能回填底坑至所需的深度。 　　由此可见，建筑物在设计时应充分考虑到电梯所需要的顶层与底坑尺寸，避免尺寸不合适且难以补救的尴尬。 2 电梯井道的尺寸、形状及布置情况 　　电梯井道的尺寸及形状是影响选择电梯载重量的关键。国标上虽然对电梯井道的尺寸没有强制性规定，但对一定载重量电梯的轿厢面积却有明确的限制。而且由于各厂家产品均有自己的轿厢及井道标准，建筑物井道的尺寸往往决定了选择电梯的种类。毫无疑问，同等条件下载重量越大的电梯所需的井道面积越大。有些业主为了尽量节省建筑物面积，获取更大的经济效益，往往将井道面积建得很小。然而电梯却需要大载重量，显然这种需求是难以满足的。结果是，要么选择小载重量的电梯，要么按照现有井道对轿厢进行特殊设计。前一种办法会影响建筑物中的交通状况；而后一种办法也只能在现有井道尺寸与厂家标准尺寸相差不大时才能奏效，而且还要付出一笔特殊设计的费用。另外，较小的井道面积在电梯运行时产生的活塞效应也比较明显，尤其是在选择高速电梯时。活塞效应一方面会增加电梯运行时能量的消耗，一方面也会增加电梯的运行噪声。当然，也不是说井道尺寸越大就越好。井道尺寸过大不但会浪费建筑物的使用面积，而且有时由于生产厂家无法提供合适的导轨支架，会要求业主在井道内需要安装导轨支架的地方设置梁，以提供合适的井道尺寸，从而无形中增加了建筑成本。这些都是在建筑物设计时就应予以充分考虑的。 　　井道形状也会影响电梯的选择。井道内是否有凸出的梁、柱等结构，井道形状是否规则，都会影响井道的有效面积。过于复杂的井道对电梯的顺利安装也将产生不利的影响。大家都知道，由于承重的关系，井道壁在低层部分与高层部分厚度往往不同。越到高层，井道壁的厚度越薄。这样的好处首先是可以降低成本，另外还可以减少井道壁的自重及对基础的压力，于是存在一个如何缩减井道壁厚的问题。我们经常遇到从井道内部缩减井道壁厚的情况，也就是说，井道内尺寸是变化的，高层处的井道尺寸比低层处的尺寸大。出现这种情况，要么是因为不了解电梯的安装，要么是为了求得候梯厅各层之间是一个垂直连续的表面，以达到美观的目的。无论怎样，这都会给电梯的设计和安装增加麻烦。其实，如果是为了美观大可不必如此，因为每一层候梯厅墙壁表面是否与其相邻层处于同一垂直表面，候梯者是根本不会注意的。所以如果出于考虑美观的原因这样是毫无意义的。但对于井道内就大不相同了，由于井道内尺寸的变化，安装电梯时不得不采用多种导轨支架。更重要的是，如果井道前壁（即候梯厅一侧）在井道内方向发生了变化，可能带来更大的麻烦。由于GB7588-1995中5.4.3.2条规定“井道内表面与轿厢地坎或轿厢门框架或轿厢门（对滑动门指门的最外边沿）之间的水平距离不得大于0.15m。”这样，在低层井道壁较厚时满足国标要求，但到了高层由于井道壁厚度在井道内侧方向减小，造成此间隙超过国标要求。这样，采用最常见的补救措施便是加装防护网。无论怎样，都增加了安装电梯的难度，也增加了建筑成本。所以，井道内表面应保证是一垂直、连续的表面，这样在选择及安装电梯时才理想。此外，单单注意井道的有效面积还是不够的，还应根据需要选择的电梯种类，考虑相应的井道的宽度、深度的比例。一般来说，轿厢的宽度与深度之比较大时，乘客进出电梯方便，轿厢美观，易于装修；反之，便于运送较大的物件（当然，货梯、病床梯等专用电梯更应有其专门的轿厢、井道形状）。故此，办公楼、写字楼的电梯常选择前一种类型而住宅梯由于功能的需要常常选择后一种类型。 3 电梯井道的排列位置和结构型式 　　电梯井道的排列位置和结构型式也会影响电梯的配置，进而影响整个建筑物中的交通状况。如果同一建筑物中设有多个井道，那么这些井道的排列位置在很大程度上决定了电梯的控制方式。我们都知道，为了提高电梯的运行效率，在设置多台电梯时应尽量采用联控或群控方式。但如果井道排列位置不当，有可能降低电梯的运行效率，或根本无法采用联控或群控这些高效的控制方式。比如说，同样4个井道，如果并排或对面排列，我们可以采用群控方式；如果背向排列，那么最多只能２台联控；若是每台之间相隔一段距离或中间有障碍物时，恐怕我们就只能够选择单控型式了。这样看来，井道的布置对电梯的选择配置也有着不可忽视的影响。那么电梯井道应如何分布呢？我们认为要尽可能满足建筑物内交通流量的需求。一般来说，井道应尽量靠近人员流量较大的地方。当集中设置多台电梯时，由于考虑采用联控或群控，此时井道间的距离不宜过大。并排布置的井道间距离不要超过8m，对面布置的井道不要超过6m为宜。而且，如果采用多台群控形式，并排的电梯台数不宜超过4台，再多应考虑采用对面布置的型式。此时，候梯厅不能有柱子等凸出物，也要避免电梯出入口缩进。 　　井道的结构型式往往最容易被忽视。井道结构对电梯选配的影响主要是井道的强度是否满足所选用电梯的需要。对于底坑底面要求承受的力在GB7588-1995第5章的注释中有详尽的计算和论述，设计时可以参照。此外还有一种情况：目前许多相邻的电梯采取共用井道的方式，在井道中间架设钢梁安装导轨支架和隔障。这样的好处无疑是很明显的，不但降低了建筑成本，减少了对地基的压力，还能有效地减小电梯运行时的活塞效应。但在这一系列利益下，也存在着值得注意的问题，这就是中间钢梁的选择问题。井道中间架设的钢梁大都担负着支撑导轨的作用，其强度是否能够保证是不容忽视的。如果强度不足，电梯在运行时钢梁会发生较大的颤动，导致电梯振动及噪声增大，甚至在安全钳动作时成为安全隐患。如果建筑物已经落成，钢梁的强度不足且又难以更换，那只有用降低电梯额定速度及载重量的方法来弥补，但这以牺牲交通能力为代价。 4 机房及候梯厅的情况 　　机房的位置、尺寸也会影响电梯的选择配置。机房最好是在井道上方（当然无机房电梯除外），这样机房及整个曳引系统的受力情况比较理想，同时机房应有足够的有效面积。对于机房面积的要求在GB7588-1995的6.3.2.1条与GB10060-1993的4.1.5条中有详细规定。其主要要求是控制柜的检修空间要保证足够。如果机房面积过小，控制柜无论怎样放置均无法保证控制柜的检修空间符合国家标准，这时只能扩大机房面积或将机房建成复层型式，将控制柜放在机房上部，当然其前提是机